应力敏感砂岩地层三区复合凝析气藏不稳定试井模型

深层异常超高压砂岩储集层往住具有应力敏感性，用常规的试井模型难以分析这种凝析气藏的试井测试资料。为了给应力敏感凝析气藏试并测试资料分析提供理论基础，针对砂岩地层井底压力低于露点压力凝析气藏的特点，建立了考虑应力敏感性砂岩地层三区复合凝析气藏试井模型，同时还考虑了井筒存储效应和表皮效应。该模型的数学模型为非线性方程组，通过摄动理论，求得了该数学模型无因次井底拟压力的Lapalce空间解，分析了该试井模型的无因次井底拟压力及其导数的理论曲线特征。研究表明，拟压力导数曲线上翘特征并不一定是不渗透外边界引起的。     

应力敏感性油气藏试井分析研究进展

根据国内外应力敏感性的研究资料，对应力敏感性油气藏理论发展进行了综合分析论述。总结了该类油气藏试井曲线的主要特征，指出了存在的问题及今后的发展趋势。     

应力敏感双重介质油藏试井分析

建立了考虑应力敏感双重介质油藏的试井模型,并采用数值方法进行求解。研究了裂缝渗透率变形系数、基质渗透率变形系数、弹性储容比和窜流系数对压力及压力导数的影响。结果表明,随着裂缝和基质应力敏感程度的增加,压力导数曲线逐渐上升,裂缝的渗透率应力敏感性远远大于基质的应力敏感性;弹性储容比和窜流系数的变化均影响窜流出现的时间和窜流量的大小。     

渗透率应力敏感效应对气水井产能的影响

在许多水驱气藏中,地层流体的产出使气藏孔隙压力降低、地应力增大,导致储层渗透率、产能大幅度降低,基于岩石渗透率与有效应力之间的关系,同时考虑高速紊流惯性阻力的作用,文中建立并求解了应力敏感效应下的气水井稳定渗流产能模型,对影响气水井产能的应力敏感、气水比、高速紊流、表皮效应等因素进行了分析。研究结果表明：渗透率应力敏感效应在含水气藏中的影响不容忽视,采用考虑应力敏感效应的气水两相渗流模型,可以解释常规方法无法解释的气水井产能试井数据。     

识别试井解释模型的压力导数方法

利用十种试井解释模型说明了压力导数在模型识别上所起的重要作用。一阶导数可以放大压力的微小变化,压力的二阶导数可以放大压力一阶导数的微小变化,并给出三个识别实例。提高了对边界封闭,岩性变化的判断和识别。     

滑脱和应力敏感效应对页岩气开发动态影响的数值模拟研究

滑脱和应力敏感效应是影响页岩气藏开发动态的2个重要因素,为定量研究其对产气量的影响,运用等效孔隙介质模型,建立了同时考虑滑脱和应力敏感效应的页岩气藏两相渗流数学模型,采用有限差分方法对该模型进行了数值求解,用Fortran语言开发了页岩气藏数值模拟器,在定产量和定压衰竭式开采条件下应用该模拟器研究了滑脱与应力敏感效应对页岩气井产能的影响规律,并将计算结果与美国Haynesville页岩气藏W3井的实际生产数据进行了对比。结果表明:衰竭式开发导致页岩气藏的压力和渗透率均降低,生产井附近储层压力和渗透率急剧降低;在投产第1年内,产气量虽迅速下降,但滑脱和应力敏感效应对产气量影响较小;生产500 d后,滑脱和应力敏感效应对产气量产生明显影响,滑脱效应使产气量增加,应力敏感导致产气量降低;模拟结果与生产数据的衰减趋势吻合度较高,证明该页岩气藏数值模拟器计算结果具有较高的可靠性。页岩气藏开发数值模拟器的成功研制,为页岩气井产能预测提供了一种新的有效手段。      

考虑应力敏感疏松砂岩气藏试井分析

疏松砂岩气藏在开采过程中由于岩石骨架结构变形和本体变形,以及存在强烈的应力敏感性,导致孔隙度和渗透率降低,用常规试井模型不能准确地进行试井解释。文中建立了考虑应力敏感均质圆形封闭边界气藏渗流数学模型,分析了该试井模型的特征曲线。研究表明：应力敏感主要表现在中后期的拟稳定阶段,对于指数变化关系的渗透率-压力关系,只有当B>0.1 MPa-1 时对试井动态的影响结果明显。拟压力上翘特征与不存在应力敏感砂岩气藏和不渗透外边界试井模型相类似。考虑应力敏感试井模型可用于疏松砂岩气藏试井分析,对该类气藏开发具有一定的指导意义。     

应力敏感煤层气藏水平井压力动态分析

应用正则摄动、拉普拉斯变换和有限傅里叶余弦变换方法,并通过修正Langmuir等温吸附公式,得到应力敏感煤层气藏水平井和垂直裂缝井的压力动态分析模型。与常规气藏模型对比可知,所推导的公式合理,适用于煤层气藏压力动态分析。从压力特征曲线可知:Lang-muir极限吸附量、压力常数和残余吸附量主要影响导数曲线偏离0.5水平线的时间以及"V"形曲线的深浅;渗透率模数主要影响曲线的中晚期形态。该研究对煤层气藏的压力动态分析具有重要指导意义。     

考虑应力敏感的致密气多级压裂水平井试井分析

根据致密气藏应力敏感实验数据和试井理论,建立了渗透率随有效应力呈幂律形式变化的多级压裂水平井三维数值试井模型。采用混合单元有限元方法对模型进行求解,得到了不同应力敏感条件下的试井理论曲线。研究了应力敏感不可逆性对试井曲线特征的影响,以及应力敏感系数、开关井次数及产量大小等因素对测试曲线形态的影响。研究结果表明,应力敏感不可逆性会造成储层渗透率的永久性伤害,应力敏感系数越大、开关井次数越多、产量越大对储层渗透率的伤害越大,其试井双对数曲线表现为压力及压力导数曲线上升,全历史压力曲线表现为压力下降幅度随开关井次数增加而增加。存在多次开关井的致密储层试井资料实例解释结果表明,若忽略应力敏感不可逆性的影响,会造成解释得到的原始储层渗透率偏小且全历史压力曲线后期很难拟合。     

考虑应力敏感和复杂运移的页岩气藏压力动态分析

页岩气藏渗透率极低,储层存在很强的应力敏感性,所以需对其进行水力压裂。通过分析吸附解吸、Knudsen扩散、非稳态窜流和渗流等多种气体运移机制来建立页岩气藏复合模型,采用Mathieu函数、Pedrosa变量代换、正则摄动理论、拉普拉斯变换和Stehfest数值反演等方法来求解数学模型,并绘制出无因次拟压力曲线,同时对渗透率模量、SRV半径、外区裂缝渗透率、扩散系数和解吸压缩系数等相关参数进行敏感性分析。结果显示：气体流动阶段可划分为9段,渗透率模量的增加导致气井定产量生产时所需压差增大,而SRV半径和解吸压缩系数的增大使得压差减小;较大的外区裂缝渗透率与较小的流度比相对应,扩散系数越大,页岩基质表观渗透率越大,窜流发生的越早。提出的试井模型可提高页岩气藏压力动态分析的准确性,对压裂开发页岩气藏具有一定的理论指导意义。     

一种提高气井静压计算精度的方法

以往通过计算气井井口静压求取井底静压的诸多方法,由于未充分考虑随井深的增加,温度、压力的变化以及天然气中硫化氢、二氧化碳等酸性气体对偏差系数的影响,从而降低了其计算精度。文中根据温度、压力的变化范围,采用不同的天然气偏差系数计算模型,对含硫化氢高的酸性气体进行临界参数校正,以提高天然气偏差系数的计算精度,并在此基础上计算气井井底静压。通过实际资料验证,该方法能够比较精确地求取气井井底静压。     

欠平衡钻井环空多相流井底压力计算模型

随着欠平衡钻井技术的发展,对井底负压值精确控制的要求越来越高,目前已经开发了随钻井底压力测量仪器。对井底压力的大小实测发现,原有的气液两相流井底负压控制计算模型的计算误差较大,达到13%。为此,在H.V.Nickens所建立的钻井过程气侵时的两相流模型基础上,建立了直井环空多相流井底压力流动型态新的计算模型。该模型充分考虑了岩屑固相和多相加速度压降的影响,精度较高,利用深层欠平衡钻井实测数据,计算表明误差小于3%,为欠平衡设计计算与精确控制井底负压值提供了理论依据。     

启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透气藏水平井产能的影响

由于低渗透气藏具有低孔、低渗特征,导致其气水渗流特征较为复杂,传统意义上的经典渗流规律不再适用于低渗透气藏。大量实验研究和现场应用证实低渗透气藏中存在渗流的非线性和流态的多变性,流体渗流不仅需要克服启动压力梯度,同时气体渗流还要受制于应力敏感效应影响。由于水平井是开发低渗透气藏最有效的方法之一,目前低渗透气藏水平井产能研究大多局限于传统意义上的经典渗流理论,通常忽略了应力敏感效应和启动压力梯度作用。针对低渗透气藏渗流特征,引入变换方法建立了低渗透气藏水平井产能模型,模型考虑了应力敏感效应和启动压力梯度的影响。并以某低渗透气藏为例,研究了应力敏感效应和启动压力梯度对低渗透气藏水平井产能的影响。结果表明:1)启动压力梯度和压力敏感对水平气井产量影响分别呈线性下降关系和幂函数下降关系;2)压力敏感效应比启动压力梯度对水平气井产量影响更为强烈;3)启动压力梯度达到0.00025 MPa/m,水平气井产量将降低77%;当介质变形系数达到0.15 MPa^-1,水平气井将停产;4)建议低渗透气藏水平井产能预测时必须考虑启动压力梯度和应力敏感效应的影响。     

深井超深井井底应力场

深井超深井钻井技术对加快我国石油勘探开发进程具有重要意义,深井超深井井底应力场是破岩机理研究进而提高机械钻速的基础。针对井深4500～7000 m时3种不同地应力状态下的井底岩石应力分布规律进行研究,在井底岩石力学分析的基础上,建立了考虑孔隙压力和垂直、水平最大和最小三向地应力差下的流固耦合模型,并采用数值方法进行求解。结果表明,岩石内部孔隙压力以约呈井眼径向距离的–0.055次幂减小;当井深一定时,垂直总地应力为最小地应力时,岩石所受围压最大,为中间主应力时次之,为最大地应力时最小;当地应力状态相同时,随着井深增加,岩石所受围压呈线性增加,导致岩石塑性强度增加,这是深井超深井机械钻速低的主要原因之一。深井超深井井底应力场的定量研究对深井超深井破岩机理研究和提高机械钻速具有重要的理论指导意义。     

存在井底积液的修正等时试井资料解释方法

存在井底积液的修正等时试井资料会出现异常,使原有理论无法处理相应的测试资料或处理的结果误差较大。针对这个问题,提出了一种存在井底积液时的修正等时试井资料解释方法。实例应用表明,该方法是正确可行的。     

改进的计算气井井底压力的平均温度和平均压缩系数法

在利用平均温度和平均压缩系数法确定气井井底压力时,井筒平均温度和平均压缩系数的计算精度直接影响求取的井底压力准确性。根据静气柱法,得到长庆气田实测井底压力、温度的分布和地温常数与井口地面海拔的关系式,再利用输气管中稳定气流温度的计算方法来计算井筒平均温度。在用动气柱法求井底压力时,根据长庆气田井筒压力分布为线型,用线型代替抛物线型来计算井筒平均压力,然后用逐点迭代法求得较精确的井底压力。该方法提高了纯气井井底压力的计算精度。表２参４（陈志宏摘）     

顺9井区应力敏感下合理压差的初探

以塔河油田顺9井区砂岩油藏为例,采用3种不同计算方法,分别计算了低孔、低渗、含微裂缝的油藏应力敏感下合理压差,对比3种计算方法的优缺点,优选出适合顺9井区的计算方法并得出应力敏感下合理压差。结果表明：顺9井区临界压差为22.10 MPa。将此结果应用于顺9CH气举时助排深度计算,建议顺9CH气举助排深度不超过888.53 m。     

确定已开发油田采油井和注水井地层压力的简易方法

地层压力既影响到油井的产能,又影响到油田的采收率.已开发油田的地层压力既可以由采油井关井的压力恢复曲线确定,也可以通过注水井关井的压力降落曲线确定.Homer法仅适用于确定原始地层压力的探井和新井,MDH法不能直接用于确定油田的目前地层压力,在实际应用时,需要查找MDH法的无因次典型曲线.应用传统的MDH法,结合压力函...     

应力敏感性对低渗透气井产能的影响

我国低渗透气藏资源丰富,是今后天然气开发的重要领域。然而,低渗透气藏在开发中具有较强的应力敏感性,影响气藏的产能建设,因此,认清应力敏感性对低渗透气藏产能的影响是开发的基础。文中在对低渗透气藏岩心进行应力敏感伤害实验研究的基础上,考虑气藏含气饱和度为100%和不同含水饱和度的情况,模拟分析了在低渗透气藏开发过程中应力敏感性所产生的渗透率变化规律,从而得出在不同应力敏感系数和不同渗透率情况下应力敏感性对气井产能的影响程度,为低渗透气藏合理开发提供依据。     

高压气井钻进过程中控制回压值研究

对于高压气井特别是含硫气井安全钻井的控制回压值确定,目前还没有明确结论。文中以漂移流动理论为基础,建立了高压气井带回压井筒气液两相流动计算模型,并结合算例采用数值方法分析了不同井口回压对气体膨胀抑制效果及井底压力的影响。在综合考虑抑制气体膨胀、控制井底压力降低幅度、井控装备工作安全和不同回压下井控人员心理压力等因素的前提下,给出了保持高压气井钻井安全宜施加2～5 MPa井口回压的建议。